DELFT - Vernietigde gewassen, hongerige boeren en een economische schade geschat op 7.4 miljard euro. Dit is wat de enorme zwermen van woestijnsprinkhanen veroorzaken in Afrika en Zuidwest Azië. Volgens de Voedsel en Landbouworganisatie (FAO) van de Verenigde Naties is het de ergste uitbraak van sprinkhanenzwermen in ruim twee decennia. Huidige middelen waarmee dit probleem wordt bestreden zijn schadelijk voor mens en milieu of niet effectief genoeg. Het iGEM team van de Technische Universiteit Delft is hier een oplossing voor aan het ontwikkelen. Met behulp van gentechnologie werkt het team een veilig en snelwerkend alternatief: een biopesticide op basis van genetisch gemodificeerde bacteriofagen.

De international Genetically Engineered Machine (iGEM) competitie is de grootste internationale studentenwedstrijd op het gebied van synthetische biologie en is gericht op het oplossen van maatschappelijke problemen. Synthetische biologie is een interdisciplinaire wetenschap waarin gentechnologie gebruikt worden om biologische systemen te ontwerpen en bouwen. Dit jaar doet een team van 11 masterstudenten van de TU Delft mee met als doel om de sprinkhanencrisis aan te pakken.

In 2018 en 2019 zorgden meerdere cyclonen in de Arabische Peninsula voor de juiste milieuomstandigheden voor woestijnsprinkhanen om zwermen te vormen. Wegens politiek conflict in Jemen is plaatselijk onvoldoende aandacht geschonken aan preventieve strategieën om de vorming van zwermen te voorkomen, met als gevolg dat dit insect is veranderd in een ware plaag. Daarnaast werden bestrijdingsmaatregelen tegen deze plaag bemoeilijkt door transportproblemen van pesticide ten gevolge van Covid-19. Op dit moment bedreigen grote zwermen woestijnsprinkhanen de voedselveiligheid van miljoenen mensen in delen van Afrika en Zuidwest Azië. In sommige van deze gebieden heerst al een gebrek aan voedsel en worden dus hard geraakt. In april werd gerapporteerd door National Geographic dat een zwerm ter grootte van 1,5 keer de stad New York boven Kenia vloog, die het voedsel van ruim 60.000 mensen kan opeten per dag. Op dit moment wordt dit probleem bestreden door middel van chemische en bio-pesticiden die lopend, vanuit auto’s en vanuit vliegtuigen verspreid worden. De chemische pesticiden zijn schadelijk voor mens en milieu. Daarnaast wordt het in sommige landen als paniekreactie in overmaat gebruikt en verspreid door burgers met onvoldoende training en beschermende uitrusting. De biopesticide, daarentegen, heeft geen schadelijke effecten voor mens en milieu. Helaas werkt deze biopesticide, ook wel Green Muscle genoemd, te traag om effectief te kunnen zijn.

Gedurende negen maanden, waarvan zes maanden full-time, is het iGEM team van de TU Delft aan het werk om een oplossing te vinden voor de schadelijke of ineffectieve werking van huidige pesticiden die gebruikt worden tegen de woestijnsprinkhaan. De gevonden oplossing is een biopesticide, genaamd Phocus. Dit middel bestaat uit een bacteriofaag, een virus dat specifiek één soort bacterie kan infecteren, en dus mensen, dieren en planten niet kan infecteren. Het gebruik van bacteriofagen verleent de specificiteit die nodig is om het milieu niet te schaden, zoals de chemische pesticide dat doet. Deze bacteriofaag is veranderd met behulp van genetische modificatie: Wanneer de bacteriofaag een woestijnsprinkhaan binnenkomt, en een bacterie in de maag infecteert, worden deze bacteriën omgezet in fabriekjes die stoffen produceren die de woestijnsprinkhaan doodmaken. Deze stofjes zijn niet schadelijk voor andere levende wezens, behalve de woestijnsprinkhaan.

Met het project Phocus doet het iGEM team van de TU Delft eind oktober mee aan de finale van de internationale iGEM competitie. Dit project omvat niet alleen in het laboratorium staan, maar van de studenten wordt ook verwacht dat ze computermodellen maken, sponsoring verkrijgen, bijdragen aan wetenschapscommunicatie, in gesprek gaan met belanghebbenden, en nadenken over de implementatie van hun project en ethische aspecten.